[发明专利]一种镀镍芳香族聚酰胺纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明提供一种镀镍芳香族聚酰胺纤维的制备方法。该工艺通过化学镀方法在芳香族聚酰胺纤维表面镀覆金属导电薄层，从而赋予纤维抗静电及导电功能，同时保留了纤维的轻质高强、耐热阻燃，手感柔软等固有特性，是一种新型复合材料。可广泛应用于航空、航天、航海、军工、医疗等特种领域，用作个体防护的电磁屏蔽材料和轻质导电材料。

背景技术

芳香族聚酰胺纤维简称芳纶纤维，英文为Aramid fiber ,最先由美国杜邦公司研制，是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能，其强度是钢丝的5～6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560度的温度下，不分解，不熔化。它具有良好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。芳纶及其复合材料已广泛用于航空航天和军事用途，如波音757、767等飞机的壳体、防弹衣、防弹背心、头盔、航天加压服装、高强度降落伞、导弹壳体材料、特种缆线、火箭壳体、航天飞机贮能罐和其他高压容器等。芳纶的发现，被认为是材料界一个非常重要的历史进程，因此被称为“梦的纤维”。

但芳纶纤维同其它高分子材料一样，其良好的电绝缘性和介电性能，限制了芳纶纤维在一些领域的应用。目前，赋予芳纶纤维导电性的方法主要有磁控溅射、共混纺丝、化学镀等方法。专利CN 103668944 A讲述了一种芳纶镀银导电纤维的制备方法，但其制备过程中采用粗化方法破坏了纤维的表皮结构，损坏了纤维的力学性能，且沉积的镀层与纤维的结合力较差，容易脱落，且镀层的稳定性很差，易氧化，导电性会随时间的延长而下降。

目前国内导电纤维多以涤纶，尼龙，棉纤维等为基底。以芳纶纤维为基底的导电纤维鲜有报道，且存在很多缺陷，镀层与纤维基体的结合力很差，尚未有性能优异的工业化产品面世。国外仅有美国杜邦公司掌握生产该类产品的核心技术。

本专利采用化学镀方法制备镀镍导电芳纶纤维，镀镍导电芳纶纤维如图1所示。与国内已有的关于导电芳纶纤维的报道相比，本专利所采用的方法不仅在工艺上操作简单、经济，且获得的镀层与纤维基体的结合力强，镀层的性质稳定，耐磨性、耐蚀性好。所制备的镀镍导电芳纶纤维导电性能优异，在电磁屏蔽领域具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明目的之一是提供一种镀镍芳香族聚酰胺纤维。

本发明目的之二是提供一种镀镍芳香族聚酰胺纤维的制备方法。

本发明通过对基体纤维（芳香族聚酰胺纤维）先进行清洗除油处理，除去纤维在加工过程中所吸附的油剂和表面污垢；除油后，对纤维表面进行预处理，使纤维溶胀，增大纤维表面积和润湿性，并在表面吸附一层还原后具有催化活性的金属离子，改善纤维基体和后续镀层的结合牢度；将预处理后的纤维放入还原剂的溶液中浸渍，使吸附在纤维表面的金属离子被还原成金属颗粒，该金属颗粒层可以作为纤维和后续镀层间的锚接点，同时也具有催化的功能；然后在纤维的表面化学镀镍，最终得到一种镀镍芳香族聚酰胺导电纤维。

本发明一种镀镍芳香族聚酰胺纤维的制备方法，其特征在于具有如下的过程和步骤：

a.洗涤及除油：将芳香族聚酰胺纤维放入丙酮中，超声波清洗40～80 min后取出，用去离子水漂洗干净；

b. 预处理，将除油后的纤维放入预处理液，预处理液中盐的浓度为5～50g/L处理温度为30～100 ℃下，浸渍1～4 h后取出，用去离子水漂洗干净，使纤维溶胀，增大纤维表面积和润湿性，并在表面吸附一层还原后具有催化活性的金属离子，以改善纤维基体和后续镀层的结合牢度；

c.还原：将预处理后的纤维放入5~25g/L还原剂硼氢化钠水溶液或硼氢化钾水溶液中浸渍，在20～50 ℃下，浸渍20～60 min后取出；

d.化学镀镍：

镀镍液用下列物质和水配制而成，反应液中各物质的含量为：

硫酸镍                                15～40g/L

次亚磷酸钠（还原剂）                  10～20 g/L

二甲氨基硼烷（还原剂）                3～10g/L

柠檬酸钠（络合剂）                    20～30 g/L

氨水（PH调节剂）                     5～15ml/L